1. Теоретичні основи фазової маніпуляції

Труднощі ефективного випромінювання низькочастотних коливань та значне поглинання їх енергії у навколишньому середовищі при поширенні на значні відстані не дають змоги безпосередньо передавати їх по радіоканалу. Рішенням даної проблеми забезпечується переносом низькочастотного спектру інформаційного сигналу у виділений діапазон високих частот. Для цього користуються гармонічним високочастотним сигналом, який виконує роль перенощика низькочастотного інформаційного сигналу у виділений частотний діапазон. Такий сигнал має назву несучий. Процес зміни одного або кількох параметрів несучого сигналу за законом зміни низькочастотного інформаційного сигналу називають маніпуляцією. Після такого перетворення отримуємо сигнал, який називають радіосигналом. Отже характерною ознакою радіосигналу є наявність несучого гармонічного сигналу.

1.1. Маніпуляція сигналів

Для переносу спектра частот первинного сигналу в необхідну частотну область, наприклад в область пропускання каналу зв’язку, використовують маніпуляцію (див. рис. 1.1) [1].

Рис.1.1. Схематичне зображення процесу маніпуляції з використанням модулятора інформаційного сигналу

Маніпуляцією називається процес перетворення одного або декількох параметрів передавача (амплітуди, частоти, фази, синусоїдального коливання чи імпульсів) за законом інформаційного сигналу.

Маніпуляція застосовується для узгодження інформаційного сигналу з параметрами лінії зв'язку.

Повідомлення низької частоти можна передавати і безпосередньо (без використання переносника високої частоти, тобто без модуляції). Проте маніпуляція розширює можливості передачі повідомлень з наступних причин :

• збільшується число повідомлень, які можуть передаватись однією лінією зв’язку шляхом використання частотного розділення сигналів і під несучих частот;

• підвищується вірогідність сигналів, що передаються, при використанні завадостійких типів маніпуляції;

• підвищується ефективність випромінювання сигналу при передачі по радіоканалу.

Передачу інформації лінією(каналу) зв’язку здійснюють за допомогою маніпуляції певних параметрів переносника. В якості переносника можуть застосовуватись гармонічні сигнали і послідовність імпульсів. Вид і назву маніпуляції визначають в залежності від модулюючого параметра та форми переносника.

1.2. Класифікація видів маніпуляції:

Маніпуляція інформаційного сигналу може поділятися:

1. За видом інформаційного сигналу:

• аналогова (неперервна) маніпуляція (аналоговий сигнал);

• дискретна маніпуляція (дискретний сигнал);

• маніпуляція (0-1)

2. За видом переносника (або несучої частоти):

• гармонічна (синусоїдальний сигнал);

• імпульсна (прямокутний періодичний імпульс);

• цифрові;

3. За видом параметрів несучої частоти, які зазнають зміни під дією інформаційного сигналу:

• амплітудна маніпуляція;

• частотна маніпуляція;

• фазова маніпуляція;

• широтна маніпуляція;

• широтно-імпульсна маніпуляція.

На рис. 1.2. зображено класифікацію можливих видів маніпуляції, які використовуються в системах передачі інформації.

Рис. 1.2. Класифікація видів модуляції

При гармонічній маніпуляції несучими є гармонічні коливання. В залежності від модулюючого параметра розрізняють амплітудну (АМ), частотну (ЧМ) і фазову (ФМ) маніпуляцію.

При імпульсній маніпуляції в якості несучих використовують послідовність імпульсів. При неперервній маніпуляції модулюємий параметр переносника під впливом повідомлення, що передається, може приймати будь-яке значення в деякому неперервному інтервалі своїх значень, а при дискретній – скінчене число значень із деякого інтервалу своїх значень.

До складних видів імпульсної маніпуляції відноситься дельта-маніпуляція (ДМ) і імпульсно-кодова маніпуляція (ІКМ). Окремим випадком модуляції є маніпуляція сигналів, при якій в якості модулюючого (інформаційного) сигналу використовується послідовність одно- або двополярних прямокутних імпульсів. Використовують її в системах передачі дискретної інформації.

Маніпуляцію (неперервну чи дискретну) переносника здійснюють за допомогою перетворювача, що називається модулятором. Процес відновлення впливу, здійсненого при модуляції на переносник за значеннями одного або декількох його параметрів, називається демодуляцією, а перетворювач, за допомогою якого здійснюється процес демодуляції, – демодулятором.